JP2001305105A - Flat type gel electrophoretic apparatus - Google Patents

Flat type gel electrophoretic apparatus

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JP2001305105A
JP2001305105A JP2000126891A JP2000126891A JP2001305105A JP 2001305105 A JP2001305105 A JP 2001305105A JP 2000126891 A JP2000126891 A JP 2000126891A JP 2000126891 A JP2000126891 A JP 2000126891A JP 2001305105 A JP2001305105 A JP 2001305105A
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JP
Japan
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hole
sample
gel
electrophoresis
buffer solution
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Application number
JP2000126891A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Nemoto
亮二 根本
Hisashi Hagiwara
久 萩原
Shinichi Takagi
新一 高木
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Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat type gel electrophoretic apparatus which permits integration of all processes from the generation of a DNA sample to be analyzed to the electrophoresis. SOLUTION: In the flat type gel electrophoretic apparatus in which a fluorescence labelled DNA sample is separated with a gel eletrolyte layer of an electrophoretic plate placed horizontally to receive fluorescence released from the separated individual bases by a line sensor for detecting fluorescence, the electrophoretic plate comprises upper and lower members and the upper member has a through hole for pouring a sample, a through hole for pouring an upper buffer liquid, a through hole for pouring a lower buffer liquid, a gel eletrolyte injection port near the through hole for pouring the upper buffer liquid and a gel electrolyte ejection port near the through hole for pouring the lower buffer liquid. A sunk part for a sample generating reaction and a groove with a specified length for housing a gel electrolyte are cut into one plane of the lower member at positions corresponding to the through hole for pouring the sample of the upper member. Then, the upper member and the lower member are laminated integrally to form the electrophoretic plate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はゲル電気泳動装置に
関する。更に詳細には、本発明はDNAサンプル作成機
能を有し、サンプル作成から電気泳動までを一貫して行
うことができる平板型ゲル電気泳動装置に関する。
[0001] The present invention relates to a gel electrophoresis apparatus. More specifically, the present invention relates to a flat-plate gel electrophoresis apparatus having a DNA sample preparation function and capable of performing all steps from sample preparation to electrophoresis.

【0002】[0002]

【従来の技術】DNA等の塩基配列を決定する方法とし
て、ゲル電気泳動法が広く実施されている。
2. Description of the Related Art Gel electrophoresis is widely used as a method for determining a base sequence of DNA or the like.

【0003】電気泳動する際に、従来は試料をラジオア
イソトープでラベルし、分析していたが、この方法では
手間と時間がかかる難点があった。更に、放射能管理の
点から常に最大限の安全性と管理が求められ、特別な施
設内でなければ分析を行うことができない。このため、
最近では、試料を蛍光体でラベルする方式が検討されて
いる。
Conventionally, when performing electrophoresis, a sample is labeled with a radioisotope and analyzed, but this method has a drawback that it requires time and effort. In addition, maximum safety and control are always required from the viewpoint of radioactivity management, and analysis cannot be performed unless in a special facility. For this reason,
Recently, a method of labeling a sample with a phosphor has been studied.

【0004】光を用いる方法では、蛍光ラベルしたDN
A断片をゲル中を泳動させる。例えば、配列を決定しよ
うとするDNA鎖を鋳型として酵素反応(ダイデオキシ
法)による操作で末端塩基種がわかった種々の長さのD
NAを複製し、これらに蛍光体を標識する。つまり、蛍
光体で標識されたアデニン(A)断片群,シトシン
(C)断片群,グアニン(G)断片群およびチミン
(T)断片群を得る。これらの断片群を混合して電気泳
動用ゲルの別々の泳動レーン溝に注入し、電圧を印加す
る。DNAは負の電荷を持つ鎖状の重合体高分子のた
め、ゲル中を分子量に反比例した速度で移動する。短い
(分子量の小さい)DNA鎖ほど早く、長い(分子量の
大きい)DNA鎖ほどゆっくりと移動するので、分子量
によりDNAを分画できる。
In the method using light, a fluorescently labeled DN is used.
Run the A fragment in the gel. For example, DNAs of various lengths whose terminal base species are known by an enzymatic reaction (dideoxy method) using a DNA strand whose sequence is to be determined as a template
NAs are replicated and these are labeled with fluorophores. That is, an adenine (A) fragment group, a cytosine (C) fragment group, a guanine (G) fragment group, and a thymine (T) fragment group labeled with a fluorescent substance are obtained. These fragment groups are mixed, injected into separate electrophoresis lane grooves of an electrophoresis gel, and a voltage is applied. Since DNA is a chain polymer polymer having a negative charge, it moves in the gel at a speed inversely proportional to the molecular weight. Shorter (small molecular weight) DNA strands move faster and longer (larger molecular weight) DNA chains move more slowly, so that DNA can be fractionated by molecular weight.

【0005】蛍光ラベルしたDNA断片をゲル中を電気
泳動させる方式として、図2に示されるような平板型
(又は別名「平床式」とも呼ばれる)ゲル電気泳動装置
が使用されている。例えば、透明なガラス又は石英基板
100の上面にアガロース又はポリアクリルアミドなど
のゲル電解質層102を形成し、このゲル電解質層10
2の上部に励起光源104を配置し、この励起光源10
4と対峙して、基板102の反対側に受光光学系106
を配置し、この光学系106の下部に、リニアラインセ
ンサなどの蛍光検出器108を配置する。蛍光検出器1
08への蛍光入射領域を画成するための走査開口スリッ
ト110を蛍光検出器108の直前に配置する。基板の
下部には光学フィルタ112も配置されている。このフ
ィルタは均一な光学特性を有し、実際の分析では、光源
104からの励起光を最初に受光して、校正のための基
準値を出す。
As a method of electrophoresing a fluorescently labeled DNA fragment in a gel, a plate-type (or also called “flat-bed”) gel electrophoresis apparatus as shown in FIG. 2 is used. For example, a gel electrolyte layer 102 such as agarose or polyacrylamide is formed on the upper surface of a transparent glass or quartz substrate 100, and this gel electrolyte layer 10
The excitation light source 104 is arranged on the upper part of the
4 and a light receiving optical system 106 on the opposite side of the substrate 102.
Is arranged, and a fluorescence detector 108 such as a linear line sensor is arranged below the optical system 106. Fluorescence detector 1
A scanning aperture slit 110 for defining a fluorescence incident area at 08 is located immediately before the fluorescence detector 108. An optical filter 112 is also provided below the substrate. This filter has uniform optical characteristics, and in an actual analysis, first receives excitation light from the light source 104 and generates a reference value for calibration.

【0006】図3は図2に示された装置の平面図であ
る。ゲル電解質層102の各泳動路の泳動開始点にスポ
ットされた被分析DNAサンプル114は電圧が印加さ
れると、ゲル電解質層102内を分子量に反比例した速
度で移動し、各塩基116毎に分離される。各分離塩基
からの蛍光は走査開口スリット110を透過し、リニア
ラインセンサ108の各画素108a〜108nで受光
検出される。
FIG. 3 is a plan view of the device shown in FIG. When a voltage is applied, the analyzed DNA sample 114 spotted at the migration start point of each migration path of the gel electrolyte layer 102 moves in the gel electrolyte layer 102 at a speed inversely proportional to the molecular weight, and is separated for each base 116. Is done. Fluorescence from each separated base passes through the scanning aperture slit 110 and is received and detected by each of the pixels 108a to 108n of the linear line sensor 108.

【0007】しかし、従来の平板型ゲル電気泳動装置で
は、泳動板サイズと被分析DNAサンプル生成のプロセ
スの問題により、サンプル生成から電気泳動に至る工程
を全自動化したシステムは、その構成が巨大化するた
め、現在まで殆ど実用化されていない。このため、従来
の平板型ゲル電気泳動装置では、被分析DNAサンプル
を別の場所で作成し、作成されたサンプルをキャピラリ
などの道具を用いて手作業でゲル電解質層にローディン
グしなければならず、分析作業のスループットを向上さ
せることができなかった。
However, in the conventional plate-type gel electrophoresis apparatus, due to the problem of the size of the electrophoresis plate and the process of generating a sample to be analyzed, the system from the sample generation to the electrophoresis is fully automated, and the configuration thereof becomes huge. Therefore, it has hardly been put to practical use until now. For this reason, in the conventional plate-type gel electrophoresis apparatus, the DNA sample to be analyzed has to be prepared in another place, and the prepared sample has to be manually loaded on the gel electrolyte layer using a tool such as a capillary. However, the throughput of the analysis operation could not be improved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、被分析DNAサンプルの作成から電気泳動までを一
貫して行うことができる平板型ゲル電気泳動装置を提供
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a plate-type gel electrophoresis apparatus capable of consistently performing the steps from preparation of a DNA sample to be analyzed to electrophoresis.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題は、サンプル注
入用の貫通孔と、上部バッファ液注入用の貫通孔と、下
部バッファ液注入用の貫通孔と、前記上部バッファ液注
入用貫通孔付近にゲル注入口と、前記下部バッファ液注
入用貫通孔付近にゲル排出口とを有する上部部材と、一
方の平面上に、サンプル作成反応用の凹陥部と、ゲル電
解質を収容するための所定の長さの溝が形成されている
下部部材とからなる泳動板を使用することを特徴とする
平板型ゲル電気泳動装置により解決される。
The object of the present invention is to provide a through hole for injecting a sample, a through hole for injecting an upper buffer solution, a through hole for injecting a lower buffer solution, and a vicinity of the through hole for injecting an upper buffer solution. A gel inlet, an upper member having a gel outlet near the through hole for lower buffer solution injection, a concave portion for sample preparation reaction on one flat surface, and a predetermined portion for containing a gel electrolyte. The problem is solved by a flat-plate gel electrophoresis apparatus characterized by using a migration plate comprising a lower member having a groove having a length.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の平板型ゲル電気泳動装置について具体的に説明する。
図1は、本発明の平板型ゲル電気泳動装置の構成の一例
を示す概要分解組立斜視図である。本発明の平板型ゲル
電気泳動装置における泳動板は基本的に、上部部材1と
下部部材3とからなる。上部部材1にはサンプル注入用
貫通孔5と、上部バッファ液注入用貫通孔7と、下部バ
ッファ液注入用貫通孔9が配設されている。更に、上部
部材1の上部バッファ液注入用貫通孔7付近にゲル注入
口11と、下部バッファ液注入用貫通孔9付近にゲル排
出口13が配設されている。ゲル注入口11には、ゲル
注入用シリンジ15が接続されている。ゲルの注入(及
び排出)とバッファ液の注入(及び排出)を切替えるた
めの、切替バルブ17及び19が配設されている。ゲル
注入用シリンジ15を駆動してゲルを注入(及び排出)
する場合、切替バルブ17及び19を引き出し、バッフ
ァ液注入口7及び9を閉鎖する。電気泳動を行う場合
は、切替バルブ17及び19を押し込み、ゲル注入口1
1とゲル排出口13を閉鎖し、バッファ液注入口7及び
9を開放する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a flat plate gel electrophoresis apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing an example of the configuration of the flat plate gel electrophoresis apparatus of the present invention. The electrophoresis plate in the flat gel electrophoresis apparatus of the present invention basically includes an upper member 1 and a lower member 3. The upper member 1 is provided with a through hole 5 for sample injection, a through hole 7 for upper buffer solution injection, and a through hole 9 for lower buffer solution injection. Further, a gel inlet 11 is provided near the upper buffer solution injecting hole 7 of the upper member 1 and a gel outlet 13 is provided near the lower buffer solution injecting hole 9. A gel injection syringe 15 is connected to the gel injection port 11. Switching valves 17 and 19 for switching between the injection (and discharge) of the gel and the injection (and discharge) of the buffer solution are provided. The gel injection syringe 15 is driven to inject (and discharge) the gel.
In this case, the switching valves 17 and 19 are pulled out, and the buffer liquid inlets 7 and 9 are closed. When performing electrophoresis, push in the switching valves 17 and 19 to set the gel injection port 1
1 and the gel outlet 13 are closed, and the buffer solution inlets 7 and 9 are opened.

【0011】下部部材3に一方の平面上には、前記上部
部材1のサンプル注入用貫通孔5の位置に対応する位置
に、注入されたサンプルなどを受けるための凹陥部21
が刻設されている。そしてこの凹陥部21に連通するサ
ンプル生成反応部23が刻設されている。凹陥部21を
設けることなく、サンプル注入用貫通孔5からサンプル
生成反応部23にサンプル及び試薬類を直接注入するこ
ともできる。サンプル生成反応部23の容積は20μl
〜100μlの範囲内であることが好ましい。20μl
未満ではPCR法及びシーケンス反応に必要な試薬類を
収容することが困難であるばかりか、生成物の収量も少
なすぎて分析に支障がでる。100μl超では、大き過
ぎて無駄なだけとなる。サンプル生成反応部23と同じ
軸線上に、サンプル生成反応部23に隣接して、サンプ
ルローディング部25が刻設されている。このサンプル
ローディング部25の位置は前記上部バッファ液注入用
貫通孔7の位置に対応している。サンプルローディング
部25から電気泳動終了部27まで電気泳動部27が延
びている。電気泳動終了部27の位置は前記下部バッフ
ァ液注入用貫通孔9の位置に対応している。サンプル生
成反応部23の下部には加熱手段37が配設されてお
り、サンプル生成反応部23内に注入されたサンプル及
び反応試薬類を所定温度にまで加熱することができる。
On one plane of the lower member 3, a concave portion 21 for receiving an injected sample or the like is provided at a position corresponding to the position of the sample injection through hole 5 of the upper member 1.
Is engraved. A sample generation reaction section 23 communicating with the recess 21 is provided. The sample and the reagents can be directly injected into the sample generation and reaction unit 23 from the sample injection through hole 5 without providing the recess 21. The volume of the sample generation reaction section 23 is 20 μl
It is preferably in the range of 100100 μl. 20 μl
If it is less than 10, it is difficult to accommodate the reagents necessary for the PCR method and the sequence reaction, and the yield of the product is too small to hinder the analysis. If it exceeds 100 μl, it will be too large and useless. A sample loading section 25 is engraved on the same axis as the sample generation reaction section 23 and adjacent to the sample generation reaction section 23. The position of the sample loading section 25 corresponds to the position of the upper buffer solution injection through-hole 7. The electrophoresis section 27 extends from the sample loading section 25 to the electrophoresis end section 27. The position of the electrophoresis ending section 27 corresponds to the position of the lower buffer solution injection through-hole 9. A heating means 37 is provided below the sample generation reaction section 23, and can heat the sample and the reaction reagents injected into the sample generation reaction section 23 to a predetermined temperature.

【0012】下部部材3の平面上の、凹陥部21、サン
プル生成反応部23、サンプルローディング部25、電
気泳動部27及び電気泳動終了部27は、ホトレジスト
を使用する光リソグラフィーなどの常用のエッチング技
術により刻設することができる。上部部材1及び下部部
材3の材質としては、光透過性のガラス、石英又はプラ
スチックなど任意の材料を使用することができる。
The recess 21, the sample generation reaction unit 23, the sample loading unit 25, the electrophoresis unit 27, and the electrophoresis termination unit 27 on the plane of the lower member 3 are formed by a conventional etching technique such as photolithography using a photoresist. Can be engraved. As the material of the upper member 1 and the lower member 3, any material such as light-transmitting glass, quartz, or plastic can be used.

【0013】平板型のゲル電気泳動においては、ゲル電
解質層の厚さを薄くするほど、バンドの分離能が向上す
る。このため、同じ塩基対長を読む場合、ゲル電解質層
を薄くすれば、従来の泳動板サイズと比較して装置全体
を小型化することができる。また、図示されているよう
に、電気泳動部27を略S字状に蛇行させることによ
り、電気泳動部27を一直線状に刻設した場合に比べ
て、装置全体を大幅に小型化することができる。
In the plate-type gel electrophoresis, as the thickness of the gel electrolyte layer is reduced, the band separation ability is improved. Therefore, when reading the same base pair length, if the gel electrolyte layer is made thinner, the whole apparatus can be downsized as compared with the conventional electrophoresis plate size. Further, as shown in the drawing, by making the electrophoresis section 27 meander in a substantially S-shape, the entire apparatus can be significantly reduced in size as compared with the case where the electrophoresis section 27 is engraved in a straight line. it can.

【0014】光学フィルタ31及び蛍光検出用ラインセ
ンサ33などが実装された検出基板35は公知慣用の手
段により電気泳動部27を走査することができる。図示
されていないが、励起光源としては紫外線源、レーザ光
源など任意の光源を使用することができ、このような光
源は上部部材1に上方に配設することもできるし、ある
いは、検出基板35と同じ側に配置することもできる。
The detection board 35 on which the optical filter 31 and the fluorescence detection line sensor 33 are mounted can scan the electrophoresis section 27 by a known and commonly used means. Although not shown, any light source such as an ultraviolet light source or a laser light source can be used as the excitation light source, and such a light source can be disposed above the upper member 1 or the detection substrate 35 can be used. It can also be located on the same side as.

【0015】図1には、2本の泳動路が図示されている
が、配設する泳動路の本数は1本でもよいし、あるいは
3本以上であることもできる。配設する泳動路の本数に
応じて、サンプル注入用貫通孔5、上部バッファ液注入
用貫通孔7、下部バッファ液注入用貫通孔9、サンプル
生成反応部23などをそれぞれ設ければよい。
FIG. 1 shows two migration paths, but the number of migration paths to be provided may be one, or may be three or more. In accordance with the number of migration paths to be provided, the sample injection through-hole 5, the upper buffer solution injection through-hole 7, the lower buffer solution injection through-hole 9, the sample generation reaction unit 23, and the like may be provided.

【0016】次に、本発明の平板型ゲル電気泳動装置に
よるDNAサンプル調製について説明する。DNAサン
プルは下部部材3の平面上に刻設されたサンプル生成反
応部23で生成される。基本的に、DNAサンプルは公
知のPCR法及びシーケンス反応により調製される。P
CR法は、特定のDNA領域を挟んだ2種類のプライマ
ーとDNA合成酵素によるDNA合成反応を繰り返すこ
とにより、その特定領域を数十万倍に増幅することから
なるポリメラーゼ連鎖反応法のことであり、1985年
に米国のCetus社により開発された。この方法は、
その後、耐熱性酵素Taqポリメラーゼを利用した方法
に改良されたことで、効率の良いPCR法として確立さ
れ、現在に至っている。PCR法の原理は、例えば、実
験医学,Vol.7,No.2,14頁〜18頁(19
89)に詳細に説明されている。このPCR法は基本的
に、プライマーが結合された2本鎖DNAを熱変性に
より1本鎖に変性し、プライマーをアニーリングし、
Taqポリメラーゼにより伸長させることからなる一
連のサイクルからなり、このサイクルを数十回繰り返す
ことにより所望のDNA断片を増幅させることからな
る。
Next, the preparation of a DNA sample by the plate-type gel electrophoresis apparatus of the present invention will be described. The DNA sample is generated in a sample generation reaction unit 23 engraved on the plane of the lower member 3. Basically, a DNA sample is prepared by a known PCR method and a sequencing reaction. P
The CR method is a polymerase chain reaction method comprising amplifying a specific region several hundred thousand times by repeating a DNA synthesis reaction between two types of primers and a DNA synthase sandwiching the specific DNA region. , Developed by Cetus of the United States in 1985. This method
Since then, the method has been improved to a method using the thermostable enzyme Taq polymerase, which has been established as an efficient PCR method, and has reached the present. The principle of the PCR method is described in, for example, Experimental Medicine, Vol. 7, No. Pages 2, 14 to 18 (19
89). This PCR method basically denatures a double-stranded DNA to which a primer is bound into a single strand by heat denaturation, anneals the primer,
It consists of a series of cycles consisting of extension with Taq polymerase, and the amplification of a desired DNA fragment by repeating this cycle several tens of times.

【0017】PCR増幅は米国のパーキン・エルマー社
から市販のキットを用いて行うことができる。この反応
混合物キットは、テンプレートDNA3μl(例えば、
ヒトゲノム約200ng)、10倍PCRバッファ3μ
l、dNTP(2.5ミリモル)3μl、プライマ1
(10マイクロモル)3μl、プライマ2(10マイク
ロモル)3μl、Ex Taq0.2μl及びH2O1
5μlからなる全量30μlの溶液である。その他の反
応混合物キットも使用できる。これをサンプル注入用貫
通孔5からサンプル生成反応部23に注入し、加熱手段
37を駆動して、注入された試薬類を96℃で3分間加
熱し、次いで、96℃で30秒間と68℃で3分間の加
熱を1サイクルとして、25〜30サイクル反復する。
得られたPCR増幅産物を1μl採取し、ミューピッド
により増幅状態をチェックする。増幅が不十分であれ
ば、前記加熱サイクルを更に繰り返す。十分に増幅され
ていれば、PCR増幅産物内の未反応物を分解するため
に酵素を添加する。酵素としては、未反応dNTPを除
去するためのAlkaline Phosphatase Shrimp(APS)と未反
応プライマを除去するためのExonuklease I(Exol)を使
用する。各酵素をTEで20倍に希釈し、2μlづつ添
加する。その後、37℃で15分間加熱し、更に80℃
で15分間加熱し、未反応物質を分解する。その後、得
られた精製物をシーケンス反応に付す。
PCR amplification can be performed using a kit commercially available from Perkin-Elmer, USA. The reaction mixture kit contains 3 μl of template DNA (for example,
Human genome about 200ng), 10μ PCR buffer 3μ
1, 3 μl of dNTP (2.5 mmol), Primer 1
(10 μmol) 3 μl, Primer 2 (10 μmol) 3 μl, Ex Taq 0.2 μl and H 2 O 1
It is a 30 μl total volume solution consisting of 5 μl. Other reaction mixture kits can also be used. This is injected into the sample generation reaction section 23 through the sample injection through hole 5, and the heating means 37 is driven to heat the injected reagents at 96 ° C. for 3 minutes, and then at 96 ° C. for 30 seconds and 68 ° C. And heating for 3 minutes as one cycle, and repeat for 25 to 30 cycles.
1 μl of the obtained PCR amplification product is collected, and the amplification state is checked using a mupid. If amplification is insufficient, the heating cycle is repeated. If sufficiently amplified, an enzyme is added to decompose unreacted substances in the PCR amplification product. As enzymes, Alkaline Phosphatase Shrimp (APS) for removing unreacted dNTPs and Exonuklease I (Exol) for removing unreacted primers are used. Dilute each enzyme 20-fold with TE and add 2 μl each. Then, heat at 37 ° C for 15 minutes, and further heat at 80 ° C.
For 15 minutes to decompose unreacted substances. Thereafter, the obtained purified product is subjected to a sequence reaction.

【0018】シーケンス反応としては、サイクルシーケ
ンス反応を使用することができる。この反応は、ダイデ
オキシ法によるシーケンス反応方法の一つであり、PC
R法を利用し、4種類のデオキシヌクレオチド三リン酸
(dNTP,NはA,C,G,T)に各1種類のダイデ
オキシヌクレオチド三リン酸(ddNTP,NはA,
C,G,T)が混合された試薬を用い、1種類のプライ
マを加え、熱サイクル反応を行うことからなる。例え
ば、サンプル生成反応部23に、4.5μlの5xベン
ト酵素バッファ、PCR法により増幅したい解析DNA
サンプル、1.8ピコモルのプライマ、ベント酵素2単
位及びH2Oを加え、全量18μlとする。これに、d
/ddATP、d/ddCTP、d/ddGTP又はd
/ddTTP1.0μlを加え、PCR法により反応を
行う。15秒間/95℃−45秒間/64℃−60秒間
/70℃の熱サイクルを30回繰り返し、その後、2μ
lのホルムアルデヒド色素を添加する。アニーリング時
の温度はプライマの塩基種数や長さにより異なるので、
そのつど最適値に合わせることが好ましい。
As the sequence reaction, a cycle sequence reaction can be used. This reaction is one of the sequence reaction methods by the dideoxy method,
Using the R method, four types of deoxynucleotide triphosphates (dNTP, N are A, C, G, T) are each added to one type of dideoxynucleotide triphosphate (ddNTP, N is A,
(C, G, T) using a mixed reagent, adding one kind of primer, and performing a thermal cycle reaction. For example, in the sample generation reaction part 23, 4.5 μl of 5 × bent enzyme buffer, analysis DNA to be amplified by the PCR method
The sample, 1.8 picomoles of primer, 2 units of vent enzyme and H 2 O are added to make a total volume of 18 μl. In addition, d
/ DdATP, d / ddCTP, d / ddGTP or d
Then, 1.0 μl of / ddTTP is added, and the reaction is performed by the PCR method. A heat cycle of 15 seconds / 95 ° C.-45 seconds / 64 ° C.-60 seconds / 70 ° C. is repeated 30 times, and then 2 μm
Add 1 formaldehyde dye. Since the temperature during annealing depends on the number and length of bases of the primer,
It is preferable to match the optimum value each time.

【0019】シーケンス反応により得られた蛍光標識D
NAサンプルを、キャピラリ又はマイクロピペットなど
の公知慣用の手段でサンプル生成反応部23から取り出
し、上部バッファ液注入用貫通孔7を介してサンプルロ
ーディング部25にローディングする。その後、上部バ
ッファ液注入用貫通孔7及び下部バッファ液注入用貫通
孔9内にそれぞれバッファ液を注ぎ込み、サンプルロー
ディング部25と電気泳動終了部27との間に電圧を印
加し、電気泳動を起こさせる。電圧は、上部バッファ液
注入用貫通孔7及び下部バッファ液注入用貫通孔9内に
電源端子(図示されていない)を挿入することにより印
加することができる。電気泳動により分離された各塩基
から発せられる蛍光は、従来の平板型ゲル電気泳動装置
と同様に、蛍光検出用ラインセンサ33により検出され
る。
Fluorescent label D obtained by sequence reaction
The NA sample is taken out of the sample generation reaction unit 23 by a known and commonly used means such as a capillary or a micropipette, and is loaded into the sample loading unit 25 through the upper buffer solution injection through hole 7. Thereafter, a buffer solution is poured into each of the upper buffer solution injection through-hole 7 and the lower buffer solution injection through-hole 9, and a voltage is applied between the sample loading section 25 and the electrophoresis ending section 27 to cause electrophoresis. Let it. The voltage can be applied by inserting a power supply terminal (not shown) into the upper buffer solution injection through-hole 7 and the lower buffer solution injection through-hole 9. Fluorescence emitted from each base separated by electrophoresis is detected by a fluorescence detection line sensor 33, similarly to a conventional flat plate gel electrophoresis apparatus.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被分析DNAサンプルの作成から電気泳動までを一貫し
て行うことができる小型化した平板型ゲル電気泳動装置
が得られる。特に、サンプル生成工程において、従来P
CR増幅後の精製処理を遠心分離器で行わずに、酵素を
用いて行うことにより、サンプル生成の全工程が同一の
反応容器で行えるようになり、サンプル生成作業に必要
な時間が大幅に短縮される。しかも、サンプル生成後、
直ちに電気泳動してDNA塩基配列決定分析を開始する
ことができるので、サンプル生成から配列決定までの全
作業時間も飛躍的に短縮される。
As described above, according to the present invention,
A miniaturized plate-type gel electrophoresis apparatus capable of performing from the preparation of an analyte DNA sample to the electrophoresis consistently is obtained. Particularly, in the sample generation process, the conventional P
By performing the purification process after CR amplification using enzymes instead of using a centrifuge, all the steps of sample generation can be performed in the same reaction vessel, greatly reducing the time required for sample generation work. Is done. Moreover, after sample generation,
Since the DNA sequencing analysis can be started immediately by electrophoresis, the total working time from sample generation to sequencing is also significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の平板型ゲル電気泳動装置の構成の一例
を示す概要分解組立斜視図である。
FIG. 1 is a schematic exploded perspective view showing an example of the configuration of a flat panel gel electrophoresis apparatus of the present invention.

【図2】従来の平板型ゲル電気泳動装置の構成の一例を
示す概要図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a conventional flat plate gel electrophoresis apparatus.

【図3】図2に示された平板型ゲル電気泳動装置におけ
る泳動状態を示す概要平面図である。
FIG. 3 is a schematic plan view showing an electrophoresis state in the flat plate gel electrophoresis apparatus shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 上部部材 3 下部部材 5 サンプル注入用貫通孔 7 上部バッファ液注入用貫通孔 9 下部バッファ液注入用貫通孔 11 ゲル電解質注入口 13 ゲル電解質排出口 15 ゲル電解質注入用シリンジ 17,19 切替バルブ 21 凹陥部 23 サンプル生成反応部 25 サンプルローディング部 27 電気泳動終了部 29 電気泳動部 31 光学フィルタ 33 蛍光検出用ラインセンサ 35 基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper member 3 Lower member 5 Sample injection through hole 7 Upper buffer liquid injection through hole 9 Lower buffer liquid injection through hole 11 Gel electrolyte injection port 13 Gel electrolyte discharge port 15 Gel electrolyte injection syringe 17, 19 Switching valve 21 Recessed part 23 Sample generation reaction part 25 Sample loading part 27 Electrophoresis termination part 29 Electrophoresis part 31 Optical filter 33 Fluorescence detection line sensor 35 Substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 新一 東京都渋谷区東3丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 Fターム(参考) 2G043 AA04 BA16 CA03 DA05 EA01 EA19 FA01 GA04 GB01 JA03 KA03 KA09 LA03  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shinichi Takagi 3-16-3 Higashi, Shibuya-ku, Tokyo F-term in Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. 2G043 AA04 BA16 CA03 DA05 EA01 EA19 FA01 GA04 GB01 JA03 KA03 KA09 LA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水平に載置された泳動板のゲル電解質層
で蛍光標識DNAサンプルを分離し、分離された各塩基
から放出される蛍光を蛍光検出用ラインセンサにより受
光することからなる平板型ゲル電気泳動装置において、 前記泳動板は、上部部材と下部部材とからなり、 前記上部部材は、サンプル注入用の貫通孔と、上部バッ
ファ液注入用の貫通孔と、下部バッファ液注入用の貫通
孔と、前記上部バッファ液注入用貫通孔付近にゲル電解
質注入口と、前記下部バッファ液注入用貫通孔付近にゲ
ル電解質排出口とを有し、 前記下部部材の一方の平面上には、前記上部部材のサン
プル注入用貫通孔に対応する位置にサンプル生成反応用
の凹陥部と、ゲル電解質を収容するための所定の長さの
溝が刻設されており、 前記上部部材と下部部材とを重ね合わせ一体化させるこ
とにより前記泳動板が構成されることを特徴とする平板
型ゲル電気泳動装置。
1. A flat plate type comprising separating a fluorescence-labeled DNA sample at a gel electrolyte layer of a horizontally mounted electrophoresis plate and receiving fluorescence emitted from each separated base by a fluorescence detection line sensor. In the gel electrophoresis apparatus, the electrophoresis plate includes an upper member and a lower member, wherein the upper member has a through hole for injecting a sample, a through hole for injecting an upper buffer solution, and a through hole for injecting a lower buffer solution. A hole, a gel electrolyte inlet near the upper buffer solution injection through-hole, and a gel electrolyte outlet near the lower buffer solution injection through-hole, on one plane of the lower member, A concave portion for sample generation reaction is provided at a position corresponding to the through hole for sample injection of the upper member, and a groove of a predetermined length for accommodating a gel electrolyte is engraved, and the upper member and the lower member are Flat plate type gel electrophoresis apparatus, characterized in that the electrophoresis plate is constituted by integrating roots aligned.
【請求項2】 前記ゲル電解質を収容するための所定の
長さの溝は、前記上部部材の上部バッファ液注入用貫通
孔の位置に対応するサンプルローディング部と、電気泳
動部と、前記上部部材の下部バッファ液注入用貫通孔の
位置に対応する電気泳動終了部とからなる連続的な溝で
あり、前記電気泳動部は略S字状に形成されていること
を特徴とする請求項1に記載の平板型ゲル電気泳動装
置。
2. A groove having a predetermined length for accommodating the gel electrolyte includes a sample loading portion corresponding to a position of an upper buffer solution injecting hole of the upper member, an electrophoresis portion, and the upper member. And a continuous groove comprising an electrophoresis ending portion corresponding to the position of the through-hole for injecting the lower buffer solution, wherein the electrophoresis portion is formed in a substantially S-shape. The flat plate gel electrophoresis apparatus according to the above.
【請求項3】 前記上部部材には、前記上部バッファ液
注入用貫通孔とゲル電解質注入口とを切替えるための切
替バルブと、前記下部バッファ液注入用貫通孔とゲル電
解質排出口とを切替えるための切替バルブを更に有する
ことを特徴とする請求項1に記載の平板型ゲル電気泳動
装置。
3. A switching valve for switching between the through hole for injecting the upper buffer solution and the gel electrolyte inlet, and a switching valve for switching between the through hole for injecting the lower buffer solution and the gel electrolyte outlet. The flat-plate gel electrophoresis apparatus according to claim 1, further comprising a switching valve of (1).
【請求項4】 前記下部部材のサンプル生成反応用凹陥
部の下面には加熱手段が更に配設されていることを特徴
とする請求項1に記載の平板型ゲル電気泳動装置。
4. The flat panel gel electrophoresis apparatus according to claim 1, wherein a heating means is further provided on a lower surface of the concave portion for sample generation reaction of the lower member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012530243A (en) * 2009-06-15 2012-11-29 ビージー リサーチ エルティーディー Nucleic acid detection method

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